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WO2001090595A1 - Elektromotorische feststellbremse, insbesondere für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Elektromotorische feststellbremse, insbesondere für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2001090595A1
WO2001090595A1 PCT/EP2001/005270 EP0105270W WO0190595A1 WO 2001090595 A1 WO2001090595 A1 WO 2001090595A1 EP 0105270 W EP0105270 W EP 0105270W WO 0190595 A1 WO0190595 A1 WO 0190595A1
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WO
WIPO (PCT)
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cam
brake
link guide
parking brake
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2001/005270
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Baier-Welt
Stephan Roos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP00110846A external-priority patent/EP1158198A1/de
Priority claimed from DE10103295A external-priority patent/DE10103295C1/de
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to DE50109292T priority Critical patent/DE50109292D1/de
Priority to EP01936342A priority patent/EP1287272B1/de
Publication of WO2001090595A1 publication Critical patent/WO2001090595A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/08—Brake-action initiating means for personal initiation hand actuated
    • B60T7/10—Disposition of hand control
    • B60T7/107—Disposition of hand control with electrical power assistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B60T13/741—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive acting on an ultimate actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D65/28—Actuating mechanisms for brakes; Means for initiating operation at a predetermined position arranged apart from the brake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/36—Helical cams, Ball-rotating ramps

Definitions

  • Electromotive parking brake especially for a motor vehicle
  • the invention relates to an electromotive parking brake, in particular for a motor vehicle.
  • Electromotive parking brakes in motor vehicles are intended to replace the mechanical hand brake lever operated with muscle power.
  • the electromotive parking brake must be able to build up the braking force to be built up on the brake cable in a very short time using the electrical system available with the most compact dimensions possible. After the brake has been applied and the motor switched off, suitable measures must be taken to ensure that the brake cannot be released automatically if the brake cable is moved back unintentionally.
  • the spindle gear converts the rotational movement of the electric motor into a translational movement of the spindle.
  • the translational movement of the spindle is transferred to a brake control rod that is firmly connected to the brake cable.
  • the spindle gear is self-locking to prevent the brake cable from moving back unintentionally after the motor has been switched off.
  • the self-locking property is achieved by a low pitch of the thread of the spindle. However, this subsequently leads to a low efficiency of the parking brake, since such a spindle gear has great friction losses.
  • the invention has for its object to provide an electromotive see parking brake, by a comparable unintentional ⁇ te return movement of the brake cable at engine shutdown is avoided and which at the same time has an improved efficiency compared to the prior art.
  • the parking brake has a brake actuating electric motor and a brake actuating output shaft driven thereby. Furthermore, the parking brake has a brake actuator linkage and a drive connection from the brake actuator output shaft to the brake actuator linkage.
  • the drive connection is designed in the form of a cam disk or link guide in the sense of converting the rotation of the brake actuator output shaft into a translation of the brake actuator linkage by means of an adjustment element guided along a surface of the cam disk or link guide.
  • the parking brake has at least one
  • Locking position in the surface of the cam disk or link guide in the sense of a fixed positioning of the adjusting element which inhibits self-restoring forces.
  • the electric motor is actuated to actuate the parking brake.
  • the rotor of the electric motor rotates in a direction that is intended to apply the brake pads of the vehicle (braking direction).
  • the rotational movement in the braking direction is transmitted to the cam, disc or link guide via the brake actuator output shaft.
  • the adjusting element which is arranged to be adjustable along a first axis, moves along the surface of the cam disk or link guide.
  • the surface of the cam or link guide is designed so that the adjusting element carries out a translational movement.
  • the brake actuating linkage which, for example, is arranged to be adjustable along the first axis, then also carries out a translational movement.
  • the drive connection consisting of such a cam or link guide and such an adjusting element has very low friction losses, so that the Parking brake has a high efficiency.
  • the self-locking property of the parking brake is achieved by the locking position.
  • the latching position represents, for example, a depression in the surface of the cam or link guide, in the middle of which the slope of the surface is zero.
  • the depression is designed in such a way that the adjusting element cannot slip out of the locking position independently due to vibrations.
  • the detent position represents a local energetic minimum. If the adjustment element is in the detent position, the pressure of the adjustment element on the cam disk or link guide does not lead to a restoring torque on the transmission and motor. The adjustment element is therefore firmly positioned in the latched position. This can only be done by actuating the electric motor in the braking direction or in the opposite direction of rotation
  • the latching position is preferably located at the location of the surface of the cam disk or link guide on which the adjusting element is located when the parking brake is essentially applied with the nominal force. It is advantageous if a further latching position is arranged behind the latching position in order to compensate for short-term elongations in the rope and braking system, in particular thermal games, and to be able to reach the full nominal force.
  • the area can be designed by varying its slope of the curve so that the electric motor essentially during the entire braking process in is loaded approximately constantly, although during the braking process the brake feed forces for the brake control linkage vary greatly.
  • the electric motor can always work at its most favorable working point, generating a certain torque, so that the electric motor can be designed in accordance with a minimum load with regard to its size and its battery-consuming power. This leads to a particularly high efficiency of the parking brake and good engine utilization.
  • the braking time is reduced to a minimum by the measures described, since the power of the electric motor is nevertheless optimally utilized with a small force on the adjusting element, that is to say with a small braking feed force, by a particularly rapid translational movement of the Brake control linkage is carried out.
  • this essentially means that at the beginning of the braking process to overcome the clearance and the other mechanical games, there is a large increase in the surface, i.e. a smaller transmission ratio, and in the area of the high application forces for pressing the brake pads on, a smaller increase in the surface , that is, a larger translation between the Brake actuator output shaft and the brake actuator linkage is provided.
  • cam disc or link guide thus enables a variable translation between rotation and translation adapted to the brake actuating load during the course of the braking process.
  • the brake control linkage is arranged axially parallel and at a small radial distance from the brake control output shaft.
  • the first axis, along which the brake actuator linkage can be displaced, is consequently parallel to a second axis, along which the brake actuator output shaft extends.
  • the cam disc or link guide is arranged concentrically around the brake actuator output shaft so that it rotates with the brake actuator output shaft.
  • the cam or link guide is of axial design, that is to say that the cam or guide guide has an axial height profile on which the adjusting element is moved.
  • the brake control linkage is arranged substantially perpendicular to the brake control output shaft.
  • the first axis is essentially perpendicular to the second axis.
  • the cam or link guide is designed like a cam. The area along which the adjustment element is guided forms the circumference of the cam or link guide. The cam or link guide thus has a radial height profile.
  • Such a radial cam or link guide can be produced particularly easily and inexpensively because the cam disk or link guide is two-dimensional in terms of production technology.
  • a parking brake with a radial cam or link guide has the additional advantage that the adjusting element loads the cam or link guide radially instead of axially, which leads to much more favorable bearing forces and thereby increases the service life of the parking brake.
  • the emergency actuation can be designed as a crank, the axis of which runs perpendicular to the vehicle floor, that is to say from top to bottom.
  • the second axis, along which the brake actuator output shaft extends runs along the axis of the crank of the emergency actuation.
  • the end of this crank could positively engage in an inner contour of the end of the motor axis, which is freely accessible from above - for example an inner square.
  • a crank for emergency actuation is also possible with a parking brake with an axial cam or link guide.
  • a force redirection is required, e.g. in the form of a flex shaft, through which the rotational movement of the crank, whose axis is perpendicular to the first axis, on the
  • Adjusting element is transmitted.
  • An additional lever conversion is preferably arranged between the adjusting element and the brake actuating linkage in order to be able to cover a larger rope path or to achieve higher rope forces with the cam disk or link guide.
  • the parking brake has, for example, a gearbox, in particular a planetary gearbox, in the drive train between the rotor shaft of the brake actuating electric motor and the brake actuating ' output shaft in order to use a small, inexpensive motor to generate large torques on the output shaft and consequently high actuation forces on the To be able to reach brake cables.
  • Figure 1 shows a perspective view of the structure of a first electromotive parking brake.
  • Figure 2 shows a side view of the mutual position of the cam or link guide and adjusting element at the beginning of a braking operation of the first parking brake.
  • Figure 3 shows the mutual position of the cam or link guide and adjusting element at the end of a braking operation of the first parking brake.
  • FIG. 4 shows the development of the height profile via the angle of rotation of the cam disk or link guide and the positional representation of the adjusting element or its end roller according to the two positions from FIG. 2 and FIG. 3.
  • Figure 5 shows a perspective view of the structure of a second electromotive parking brake.
  • Figure 6 shows the mutual position of the cam or link guide and adjusting element at the start of a braking process of the second parking brake.
  • Figure 7 shows the mutual position of the cam or link guide and adjusting element at the end of a braking operation of the second parking brake.
  • a first parking brake comprises a brake actuating electric motor 1, in particular a commutator motor developed for a window regulator actuator in a motor vehicle.
  • the electric motor 1 drives a brake actuating output shaft 2 in a receiving holder 10 via an axially connected planetary gear 7.
  • the brake actuator output shaft extends along a second axis A2 (see FIG. 1).
  • An axial cam or link guide 3 is arranged concentrically to the brake actuating output shaft 2 and has an axial height profile 3.1 that describes a surface F.
  • a cross-bar-like axial adjustment element 5 with a roller 8 is adjustably arranged along a first axis AI, which runs parallel to the second axis A2. The roller 8 lies on the surface F.
  • Cam or slotted guide 3 the roller 8 is guided along the surface F, whereby the adjusting element 5 performs a translational movement corresponding to the course of the axial height profile 3.1 (lifting height H as a function of the rotation angle 1 ⁇ ).
  • a maximum rotation angle of approximately 360 ° is provided for the cam disk or link guide 3 rotating with the brake actuating output shaft 2.
  • the adjustment element 5 is articulated by means of a lever conversion 6 to a brake control linkage 4 returning in a known radial manner to a cable scale 9 with cable pull brake actuations S1, S2 coupled in a known manner.
  • the leverage Settlement 6 can, depending on the motor drive power or brake-side brake load, advantageously also be designed as a lever ratio or lever reduction with correspondingly different lever lengths of a drive-side lever arm or an output-side lever arm of a conversion lever that can be pivoted about a pivot point.
  • a height profile H f ( ⁇ ) specific to the actuation of a parking brake is shown in FIG.
  • Back link guide 3, on which the adjusting element 5 is moved, has two locking positions R1, R2.
  • the second locking position R2 is located behind the first locking position R1.
  • the adjusting element 5 In the right braking position, the adjusting element 5 is in the first latching position R1.
  • the left release position L also represents a type of depression in which the adjusting element 5 remains when the electric motor 1 is not actuated.
  • FIGS. 2 and 3 show the two previously described release positions of the adjusting element 5 in a
  • a second parking brake which, like the first parking brake, has a brake servo electric motor 1 ', a mounting bracket 10', a planetary gear 7 'and a brake servo output shaft 2' which extends along a second axis A2 ' - points (see Figure 5).
  • a radial cam or link guide 3 ' is attached concentrically to the brake actuating output shaft 2' and, in contrast to the first exemplary embodiment, has a radial height profile 3.1 '.
  • the second parking brake has an adjusting element 5 'with a roller 8' which is guided along the radial height profile, that is to say on a surface F 'on the circumference of the cam or link guide 3', and thereby carries out a translational movement along a first axis AI ' , which is perpendicular to the second axis A2 '.
  • the surface F ' has two locking positions Rl', R2 'designed as depressions.
  • the adjusting element 5 ' is directly or indirectly, for. B. connected via a slot-guided traction device 6 'or a lever mechanism or other known linear guide principles and via a brake actuating linkage 4' with a cable scale 9 ', which is arranged parallel to the first axis AI'.
  • crank K for manual emergency actuation is shown schematically in FIG.
  • the axis of the crank K runs parallel to the second axis A2 '.
  • FIGS. 6 and 7 show, in a side view of FIG. 5, the two fixing positions of the adjusting element 5 ′ described in connection with FIG. 4.

Landscapes

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Abstract

Die Feststellbremse weist einen Bremsstell- Elektromotor (1), eine davon angetriebene Bremsstell- Abtriebswelle (2), ein Bremsstell- Gestänge (4) und eine Antriebsverbindung von der Bremsstell- Abtriebswelle, (2) zu dem Bremsstell- Gestänge (4) auf. Die Antriebsverbindung ist in Form einer Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) im Sinne einer Umsetzung der Rotation der Bremsstell- Abtriebswelle (2) in eine Translation des Bremsstell- Gestänges (4) durch ein entlang einer Fläche (F) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung geführtes Verstellelement (5) ausgebildet. In der Fläche (F) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) ist mindestens eine Raststellung angeordnet im Sinne einer gegenüber Rückstellungskräften selbsthemmenden Fix-Positionierung des Verstellelements (5).

Description

Beschreibung
Elektromotorische Feststellbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Feststellbremse, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
Elektromotorische Feststellbremsen in Kraftfahrzeugen sollen den mit Muskelkraft betätigten mechanischen Handbremshebel ersetzen. Hierbei muss die elektromotorische Feststellbremse die aufzubauende Bremskraft am Bremsseil in sehr kurzer Zeit mit dem Bordnetz verfügbaren Strom bei möglichst kompakten Abmessungen aufbauen können. Nach dem Anziehen der Bremse und Abschalten des Motors muss weiterhin durch geeignete Maßnahmen sichergestellt werden, dass sich die Bremse durch eine eventuelle unbeabsichtigte Rückbewegung des Bremsseils nicht von selbst lösen kann.
Bekannte elektromotorische Feststellbremsen weisen einen
Elektromotor auf, der ein Spindelgetriebe antreibt. Durch das Spindelgetriebe wird die Rotationsbewegung des Elektromotors in eine Translationsbewegung der Spindel umgewandelt. Die Translationsbewegung der Spindel wird auf ein Bremsstellge- stänge übertragen, das fest mit dem Bremsseil verbunden ist. Zur Vermeidung einer unbeabsichtigten Rückbewegung des Bremsseils nach Abschalten des Motors ist das Spindelgetriebe selbsthemmend ausgelegt. Die Selbsthemmungseigenschaft wird durch eine niedrige Steigung des Gewindes der Spindel er- reicht. Dies führt in der Folge jedoch zu einem geringen Wirkungsgrad der Feststellbremse, da ein solches Spindelgetriebe starke Reibungsverluste aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromotori- sehe Feststellbremse anzugeben, durch die eine unbeabsichtig¬ te Rückbewegung des Bremsseils bei Abschalten des Motors ver- mieden wird und die zugleich im Vergleich zum Stand der Technik einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektromotorische Fest- stellbremse mit folgenden Merkmalen: Die Feststellbremse weist einen Bremsstell- Elektromotor und eine davon angetriebene Bremsstell- Abtriebswelle auf. Ferner weist die Feststellbremse ein Bremsstell- Gestänge und eine Antriebsverbindung von der Bremsstell- Abtriebswelle zu dem Bremsstell- Ge- stänge auf. Die Antriebsverbindung ist ausgestaltet in Form einer Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung im Sinne einer Umsetzung der Rotation der Bremsstell- Abtriebswelle in eine Translation des Bremsstell- Gestänges durch ein entlang einer Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung geführtes Verstellelement. Die Feststellbremse weist mindestens eine
Raststellung in der Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung auf im Sinne einer gegenüber Rückstellungskräften selbs hemmenden Fix- Positionierung des Verstellelements.
Zur Betätigung der Feststellbremse wird der Elektromotor betätigt. Der Rotor des Elektromotors dreht sich dabei in eine Richtung, die ein Zuspannen der Bremsbeläge des Fahrzeuges bewirken soll (Bremsrichtung) . Die Drehbewegung in Bremsrichtung wird über die Bremsstell- Abtriebswelle auf die Kurven- Scheiben- bzw. Kulissenführung übertragen. Dadurch bewegt' sich das Verstellelement, das entlang einer ersten Achse verstellbar angeordnet ist, entlang der Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung. Die Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung ist so ausgebildet, dass das Verstell- element eine Translationsbewegung durchführt. Das Bremsstell- Gestänge, das beispielsweise wie das Verstellelement entlang der ersten Achse verstellbar angeordnet ist, führt daraufhin ebenfalls eine Translationsbewegung durch.
Die Antriebsverbindung bestehend aus einer solchen Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung und einem solchen Verstellelement weist sehr geringe Reibungsverluste auf, so dass die Feststellbremse einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Die selbsthemmende Eigenschaft der Feststellbremse wird durch die Raststellung realisiert.
Die Steigung der Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung an der Stelle, an der sich das Verstellelement zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet, bestimmt zusammen mit der am Verstellelement durch das Bremsgestänge wirkenden Kraft das minimale erforderliche vom Elektromotor aufzubringende Dreh- moment .
Die Raststellung stellt beispielsweise eine Vertiefung in der Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung dar, in deren Mitte die Steigung der Fläche gleich Null ist. Bei Abschalten des Elektromotors bewirkt der durch das Bremsstell- Gestänge hervorgerufene Druck des Verstellelements auf die Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung außerhalb der Raststellung, dass die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung sich aufgrund der Steigung ihrer Fläche entgegen der Bremsrichtung dreht, bis das Verstellelement in der Raststellung einrastet.
Die Vertiefung ist derart ausgelegt, dass das Verstellelement auch nicht aufgrund von Erschütterungen selbständig aus der Raststellung rutschen kann. Die Raststellung stellt ein lokales energetisches Minimum dar. Befindet sich 'das Verstellele- ment in der Raststellung, so führt der Druck des Verstellelements auf die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung nicht zu einem Rückstellmoment auf Getriebe und Motor. Das Verstellelement ist daher in der Raststellung fest positioniert. Erst eine Betätigung des Elektromotors in Bremsrichtung oder in zur Bremsrichtung entgegengesetzter Drehrichtung kann das
Verstellelement aus der Raststellung lösen.
Vorzugsweise befindet sich die Raststellung an der Stelle der Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung, an der sich das Verstellelement befindet, wenn die Feststellbremse im wesentlichen mit Nennkraft angezogen ist. Es ist vorteilhaft, wenn eine weitere Raststellung hinter der Raststellung angeordnet ist, um kurzfristige Längungen im Seil- und Bremssystem, vor allem Wärmespiele, ausgleichen und die volle Nennkraft erreichen zu können.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, im Verlauf der Fläche der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung weitere Raststellungen anzuordnen.
Da die Steigung der Fläche zusammen mit der Kraft, die durch das Bremsgestänge auf das Verstellelement wirkt, das minimale erforderliche Drehmoment des Elektromotors bestimmt, kann die Fläche durch Variation seiner Kurvensteigung so ausgelegt werden, dass der Elektromotor im wesentlichen während des ge- samten Bremsvorgangs in etwa konstant belastet wird, obwohl während des Bremsvorgangs die Brems- Zustellkräfte für das Bremsstell- Gestänge stark variieren. Dadurch kann der Elektromotor ständig in seinem günstigsten Arbeitspunkt unter Erzeugung eines bestimmten Drehmoments arbeiten, so dass der Elektromotor hinsichtlich seiner Baugröße und seiner batteriebeanspruchenden Leistung entsprechend einer Minimal- Belastung ausgelegt werden kann. Dies führt zu einem besonders hohen Wirkungsgrad der Feststellbremse und einer guten Motorausnutzung. Die Bremszeit wird bei vorgegebener Maximalleis- tung des Elektromotors durch die beschriebenen Maßnahmen auf ein Minimum reduziert, da bei geringer Kraft am Verstellelement, das heißt bei einer geringen Brems- Zustellkraft, die Leistung des Elektromotors trotzdem optimal ausgenutzt wird, indem eine besonders schnelle Translationsbewegung des Bremsstell- Gestänges durchgeführt wird. In der Praxis bedeutet dies im wesentlichen, dass zu Beginn des Bremsvorgangs zur Überwindung des Lüftspiels und der anderen mechanischen Spiele eine große Steigung der Fläche, das heißt eine kleinere Übersetzung, und im Bereich der hohen Zuspannkräfte für das Anpressen der Bremsbeläge eine kleinere Steigung der Fläche, das heißt eine größere Übersetzung zwischen der Bremsstell- Abtriebswelle und dem Bremsstell- Gestänge vorgesehen ist.
Die Verwendung einer Kurvenscheiben- bzw. Kulissenfuhrung er- möglicht also eine an die Bremsstellbelastung angepasste variable Übersetzung zwischen Rotation und Translation im Verlauf des Bremsvorgangs .
Zur Erzielung einer besonders kompakten Feststellbremse ist es vorteilhaft, wenn das Bremsstell- Gestänge achsparallel und in geringem radialen Abstand zu der Bremsstell- Abtriebwelle angeordnet ist. Die erste Achse, entlang der das Bremsstell- Gestänge verschiebbar ist, ist folglich parallel zu einer zweiten Achse, entlang der sich die Bremsstell- Ab- triebswelle erstreckt. Die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung ist konzentrisch um die Bremsstell- Abtriebswelle angeordnet, so dass sie mit der Bremsstell- Abtriebswelle rotiert. In diesem Fall ist die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung axial ausgebildet, das heißt, dass die Kurvenschei- ben- bzw. Kulissenführung ein axiales Höhenprofil aufweist, auf dem das Verstellelement bewegt wird. Eine solche Feststellbremse ist radial sehr kompakt und lässt sich folglich besonders einfach zwischen die Vordersitze des Kraftfahrzeugs anordnen.
Alternativ ist das Bremsstell- Gestänge im wesentlichen senkrecht zur Bremsstell- Abtriebswelle angeordnet. Das heißt, dass die erste Achse im wesentlichen senkrecht zur zweiten Achse steht. In diesem Fall ist die Kurvenscheiben- bzw. Ku- lissenführung nockenähnlich ausgestaltet. Die Fläche, entlang der das Verstellelement geführt wird, bildet den Umfang der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung. Die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung weist also ein radiales Höhenprofil auf.
Eine solche radiale Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung lässt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen, da die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung fertigungstechnisch gesehen zweidimensional ist.
Eine Feststellbremse mit einer radialen Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass das Verstellelement die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung radial statt axial belastet, was zu wesentlich günstigeren Lagerkräften führt und wodurch die Lebensdauer der Feststellbremse erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil einer Feststellbremse mit einer radialen Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung besteht darin, das eine Notbetätigung der Feststellbremse besonders leicht realisierbar ist. Verläuft die erste Achse, entlang der das Bremsstell- Gestänge verschiebbar ist, zwischen den Vordersitzen des Kraftfahrzeugs und in der Ebene des Kraftfahrzeugbodens, so kann die Notbetätigung als Kurbel ausgestaltet sein, deren Achse senkrecht zum Fahrzeugboden, das heißt von oben nach unten verläuft. Dazu verläuft die zweite Achse, entlang der sich die Bremsstell- Abtriebswelle erstreckt, entlang der Achse der Kurbel der Notbetätigung. Das Ende dieser Kurbel könnte in eine Innenkontur des von oben frei zugänglichen Endes der Motorachse - beispielsweise einen Innenvierkant - formschlüssig eingreifen.
Eine Kurbel zur Notbetätigung ist jedoch auch bei einer Feststellbremse mit axialer Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung möglich. In diesem Fall ist eine Kraftumlenkung erforderlich, z.B. in Form einer Flexwelle, durch die die Drehbewegung der Kurbel, deren Achse senkrecht zur ersten Achse steht, auf das
Verstellelement übertragen wird.
Vorzugweise ist eine zusätzliche Hebelumsetzung zwischen dem Verstellelement und dem Bremsstell- Gestänge angeordnet um mit der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung einen größeren Seilweg zurücklegen oder höhere Seilkräfte erreichen zu können. Die Feststellbremse weist beispielsweise ein Getriebe, insbesondere ein Planetengetriebe, im Antriebsstrang zwischen der Rotorwelle des Bremsstell- Elektromotors und der Bremsstell-' Abtriebswelle auf, um mit einem kleinen, kostengünstigen Mo- tor große Drehmomente an der Abtriebswelle und in der Folge hohe Betätigungskräfte an den Bremsseilen erreichen zu können.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung den Aufbau einer ersten elektromotorischen Feststellbremse.
Figur 2 zeigt in Seitenansicht die gegenseitige Stellung von Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung und Verstellelement zu Beginn eines Bremsvorgangs der ersten Feststellbremse.
Figur 3 zeigt die gegenseitige Stellung von Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung und Verstellelement zum Ende eines Bremsvorgangs der ersten Feststellbremse.
Figur 4 zeigt die Abwicklung des Höhenprofils über den Umdre- hungswinkel der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung und die Lagedarstellung des Verstellelements bzw. dessen endseitiger Laufrolle gemäß den beiden Stellungen aus Figur 2 und Figur 3.
Figur 5 zeigt in perspektivischer Darstellung den Aufbau einer zweiten elektromotorischen Feststellbremse.
Figur 6 zeigt die gegenseitige Stellung von Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung und Verstellelement zu Beginn eines Bremsvorganges der zweiten Feststellbremse. Figur 7 zeigt die gegenseitige Stellung von Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung und Verstellelement zum Ende eines Bremsvorgangs der zweiten Feststellbremse.
In einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst eine erste Feststellbremse einen Bremsstell- Elektromotor 1 insbesondere einen für einen Fensterheber- Stellantrieb in einem Kraftfahrzeug entwickelten Kommutatormotor auf. Der Elektromotor 1 treibt in einer Aufnahmehalterung 10 über ein axial nachge- schaltetes Planetengetriebe 7 eine Bremsstell- Abtriebswelle 2 an. Die Bremsstell- Abtriebswelle erstreckt sich entlang einer zweiten Achse A2 (siehe Figur 1) .
Konzentrisch zur Bremsstell- Abtriebswelle 2 ist eine axiale Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung 3 angeordnet, die ein axiales Höhenprofil 3.1 aufweist, das eine Fläche F beschreibt. Ein querriegelartiges axiales Verstellelement 5 mit einer Laufrolle 8 ist entlang einer ersten Achse AI, die parallel zur zweiten Achse A2 verläuft, verstellbar angeordnet. Die Laufrolle 8 liegt auf der Fläche F auf. Bei Drehung der
Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung 3, wird die Laufrolle 8 entlang der Fläche F geführt, wodurch das Verstellelement 5 eine dem Verlauf des axialen Höhenprofils 3.1 (Hubhöhe H als Funktion des Umdrehungswinke1 α) entsprechende Translations- bewegung ausführt. Für die mit der Bremsstell- Abtriebswelle 2 rotierende Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung 3 ist ein maximaler Umdrehungswinkel von ca. 360° vorgesehen.
Das Verstellelement 5 ist unter Vermittlung einer Hebelumset- zung 6 an ein parallel zur ersten Achse AI in dichtem radialen Abstand zu einer Seilwaage 9 mit in an sich bekannter Weise angekoppelten Seilzug- Bremsbetätigungen Sl, S2 rückführenden Bremsstell- Gestänge 4 angelenkt. Dadurch kann die Rotationsbewegung der Bremsstell- Abtriebswelle 2 auf engstem Raum und mit einfach fertigbaren sowie montierbaren Umset- zungs- bzw. Übersetzungsmitteln in eine Translationsbewegung des Bremsstell- Gestänges 4 übertragen werden. Die Hebelum- Setzung 6 kann je nach motorischer Antriebsleistung bzw. bremsseitiger Bremsbelastung vorteilhaft auch als Hebelübersetzung bzw. Hebeluntersetzung mit entsprechend unterschiedlichen Hebellängen eines antriebsseitigen Hebelarms bzw. ei- nes abtriebsseitigen Hebelarms eines um einen Drehpunkt schwenkbaren Umsetzungshebels ausgebildet sein.
Ein für die Betätigung einer Feststellbremse spezifisches Höhenprofil H = f (α) ist in Figur 4 dargestellt. Das Höhenpro- fil, das den Verlauf der Fläche F der Kurvenscheiben- bzw.
Kulissenführung 3, auf dem das Verstellelement 5 bewegt wird, wiedergibt, weist zwei Raststellungen Rl, R2 auf. Die erste Raststellung Rl befindet sich bei α = ca. 320° an der Stelle der Fläche F der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung 3, an der sich das Verstellelement 5 befindet, wenn die Feststellbremse im wesentlichen mit Nennkraft angezogen ist. Die zweite Raststellung R2 befindet sich hinter der ersten Raststellung Rl .
Figur 4 zeigt ferner zwei beispielhafte Positionen zwischen einer linken Lösestellung L (α = 40°) und einer rechten Bremsstellung der das freie Ende des Verstellelements 5 führenden Laufrolle 8. In der rechten Bremsstellung befindet sich das Vestellelement 5 in der ersten Raststellung Rl. In beiden Raststellungen Rl, R2 ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung die Laufrolle 8 und somit das freie Ende des Verstellelements 5 entgegen einer möglichen systembedingten Rückstellkraft nach Art einer durch den Antrieb des Bremsstell- Elektromotor 1 bei dessen Aktivierung aufhebbaren Selbsthemmung dadurch fixierbar, dass Vertiefungen VI, V2 in dem Verlauf H = f (α) des axialen Höhenprofils 3.1 der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung 3 vorgesehen sind, in welche die Laufrolle 8 einsinkt und dadurch fixierbar ist. Auch die linke Lösestellung L stellt eine Art Vertiefung dar, in der das Verstellelement 5 verbleibt, wenn der Elektromotor 1 nicht betätigt wird. Figuren 2 und 3 zeigen in Seitenansicht von Figur 1 die beiden zuvor beschriebenen Lösestellungen des Verstellelements 5.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine zweite Feststellbremse vorgesehen, die wie die erste Feststellbremse einen Bremsstell- Elektromotor 1', eine Aufnahmehalterung 10', ein Planentengetriebe 7 ' und eine Bremsstell- Abtriebswelle 2', die sich entlang einer zweiten Achse A2 ' erstreckt, auf- weist (siehe Figur 5) . Konzentrisch zu der Bremsstell- Abtriebswelle 2' ist eine radiale Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung 3' befestigt, die im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ein radiales Höhenprofil 3.1' aufweist.
Die zweite Feststellbremse weist ein Verstellelement 5 ' mit einer Laufrolle 8' auf, die entlang dem radialen Höhenprofil, also auf einer Fläche F' am Umfang der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung 3 ' geführt wird und dadurch eine Translationsbewegung entlang einer ersten Achse AI' ausführt, die senkrecht zur zweiten Achse A2 ' steht.
Die Fläche F' weist zwei als Vertiefungen ausgestaltete Raststellungen Rl ' , R2 ' auf.
Das Verstellelement 5' ist direkt oder indirekt, z. B. über eine schlitzgeführte Zugvorrichtung 6 ' oder einen Hebelmechanismus oder andere bekannte Linearführungsprinzipien und über ein Bremsstell- Gestänge 4' mit einer Seilwaage 9' verbunden, welche parallel zur ersten Achse AI' angeordnet ist.
In Figur 1 ist schematisch eine Kurbel K zur manuellen Notbetätigung gezeigt. Die Achse der Kurbel K verläuft parallel zur zweiten Achse A2 ' .
Figuren 6 und 7 zeigen in Seitenansicht von Figur 5 die beiden im Zusammenhang mit Figur 4 beschriebenen Fixierungspositionen des Verstellelements 5'.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotorische Feststellbremse insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
- mit einem Bremsstell- Elektromotor (1) , insbesondere Kommutatormotor,
- mit einer vom Bremsstell- Elektromotor (1) angetriebenen Bremsstell- Abtriebswelle (2) , - mit einem Bremsstell- Gestänge (4) ,
- mit einer Antriebsverbindung von der Bremsstell- Abtriebswelle (2) zum Bremsstell- Gestänge (4) in Form einer Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) im Sinne einer Umsetzung der Rotation der Bremsstell- Abtriebswelle (2) in eine Translation des Bremsstell- Gestänges (4) durch ein entlang einer Fläche (F) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) geführtes Verstellelement (5),
- mit mindestens einer Raststellung (Rl) in der Fläche (F) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) im Sinne ei- ner gegenüber Rückstellungskräften selbsthemmenden Fix-
Positionierung des Verstellelements (5).
2. Feststellbremse nach Anspruch 1,
- bei der sich die Raststellung (Rl) an der Stelle der Flä- ehe (F) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) befindet, an der sich das Verstellelement (5) befindet, wenn die Feststellbremse im wesentlichen mit Nennkraft angezogen ist.
3. Feststellbremse nach Anspruch 1 oder 2,
- bei der in der Fläche (F) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) mindestens eine weitere Raststellung (R2) angeordnet ist.
4. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
- mit einer Ausbildung der Kurvenscheiben - bzw. Kulissenführung (3) im Sinne einer im wesentlichen konstanten Belas- tung des Bremsstell- Elektromotors (1) während im wesentlichen des gesamten Bremsvorganges .
5. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, - bei der die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) als axiale Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) ausgebildet ist,
- bei der die Fläche (F) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) ein axiales Höhenprofil bildet, - bei der das Bremsstell- Gestänge (4) parallel zu einer ersten Achse (AI) verstellbar angeordnet ist,
- bei der sich die Bremsstell- Abtriebswelle (2) entlang einer zweiten Achse (A2) erstreckt,
- bei der die erste Achse (AI) und die zweite Achse (A2) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
6. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
- bei der die Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3λ) no- ckenförmig ausgebildet ist, - bei der die Fläche (Fλ) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3λ) ein radiales Höhenprofil bildet,
- bei der das Bremsstell- Gestänge (4V) parallel zu einer ersten Achse (Al ) verstellbar angeordnet ist,
- bei der sich die Bremsstell- Abtriebswelle (2 ) entlang einer zweiten Achse (A2 λ ) erstreckt,
- bei der die erste Achse (AI im wesentlichen senkrecht zur zweiten Achse (A2 v ) verläuft.
7. Feststellbremse nach Anspruch 6, - mit einer Kurbel (K) zur Notbetätigung der Feststellbremse,
- bei der die Kurbelachse der Kurbel (K) parallel zur zweiten Achse (A2 ') verläuft.
8. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
- mit einer zusätzlichen Hebelumsetzung (6) zwischen dem Verstellelement (5) an dem Bremsstell- Gestänge (4) .
9. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
- mit einem Getriebe (7), insbesondere einem Planetengetriebe, im Antriebsstrang zwischen dem Bremsstell- Elektromotor (1) und der Bremsstell- Abtriebswelle (2) .
10. Feststellbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
- bei der die Raststellung (Rl) als Vertiefung der Fläche (F) der Kurvenscheiben- bzw. Kulissenführung (3) ausgebildet ist .
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